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    레이저 변위센서 원리 (변위센서란)

    레이저 변위 센서는 삼각 측량을 응용한 방식으로 동작하며, 투광 소자와 리니어 이미지 센서의 조합을 통해 대상물의 변위량을 검출하는데 사용됩니다.

     레이저 변위 센서란?

    레이저 변위 센서란?

    레이저 변위 센서의 측정 원리는 삼각 측량을 응용한 방식으로 투광 소자와 리니어 이미지 센서(Linear Image Sensor)의 조합으로 측정(변위량 검출) 수행합니다.  파나소닉 디바이스 SUNX 레이저 변위 센서의 투광 소자에는 반도체 레이저가 이용되고 있고 그 빛은 투광 렌즈를 통해서 집광되어 대상물에 투사됩니다.

    이때 대상물에서 반사된 광선의 일부는 수광 렌즈를 통해 리니어 이미지 센서 상에 광스폿을 만들고 대상물이 이동하면 리니어 이미지 센서 상의 광스폿도 이동하므로 그 위치 변화를 검출하여 대상물의 변위량을 검출할 수 있습니다.

    변위센서란_1-1

    수광 소자에는 리니어 이미지 센서 이외에도 위치 검출 소자 (PSD:Position Sensitive Device)를 사용한 것이 있습니다. 리니어 이미지 센서는 셀별 수광량을 검출할 수 있어 대상물 표면의 영향에 따라 스폿 내에 광량의 불균일이 있어도 보다 정확하게 광량의 피크 위치를 검출할 수 있어 대상물 표면의 영향에 따른 오차를 대폭 줄일 수 있습니다.

    한편, 위치 검출 소자(PSD)에서는 광스폿 전체의 광량 중심 위치만의 정보 밖에 얻을 수 없기 때문에 측정의 정밀도는 떨어지지만 내부 회로를 간소화할 수 있는 등의 장점이 있습니다.

     

    원리: V자 홈의 경우

    <리니어 이미지센서 방식>

    변위센서란_1-2

    스폿광의 피크 위치를 측정하므로 2차 반사광의 영향을 받지 않아 오차가 발생하지 않습니다.

    <PSD방식>

    변위센서란_1-3

    스폿광 전체 광량의 중심을 위치 정보로 측정하므로 2차 반사광에 의한 오차가 발생합니다.
     
     

    특 징

    특    징

    비접촉으로 검출이 가능하다

    빛을 매체로 하여 대상물에 닿지 않고 검출하므로 대상물이나 센서도 전혀 손상되지 않고 장기간 사용이 가능합니다. 

    응답 시간이 짧다

    고속의 빛을 매체로 하여 모두 전자회로로 구성되어 있어 응답시간이 짧고 고속라인에서도 편하게 대응할 수 있습니다.

    고정밀 검출이 가능하다

    정밀한 광학계와 전자 회로 기술로 최고 0.01μm (HL-C2 시리즈)의 정밀도까지 실현합니다.

    워크에 맞춘 검출이 가능하다

    IC의 발핀과 같은 미소 물체에는 미소 스팟 광, 절삭면 등의 난반사면에는 라인 스팟 광을 이용하여 안정적인 검출

    정확한 사용법

    정확한 사용법

    재질·색상 차이가 있을 경우

    이동하는 대상물의 재질 및 색상이 극단적으로 다른 변위 측정을 할 경우 아래 그림과 같이 부착함으로써 측정 오차를 최소화할 수 있습니다.

    변위센서란1-4

     

    협소 장소나 요철부에서의 측정

    협소한 장소나 구멍 안에서 변위 측정을 실시하는 경우, 투광부로부터 수광부까지의 광로를 차단하지 않도록 설치해 주세요.

    변위센서란_1-5

     

    회전체의 측정

    회전체를 측정하는 경우 아래 그림과 같이 부착함으로써 회전체의 상하 흔들림이나 위치 어긋남 등의 영향을 억제하여 측정할 수 있습니다.

    변위센서란_1-6

     

    흑색 물체·광량 부족의 경우

    반사율이 낮은 흑색 물체의 변위 측정을 할 경우, 수광부에서의 광량이 감소하여 PSD로부터 얻어지는 신호가 작아져 분해능의 저하를 초래합니다.이러한 경우, 수광량을 많이 하기 위해서 아래 그림과 같이 부착해 주세요.

    변위센서란_1-7

     

    단차가 있는 경우

    이동하는 대상물에 단차가 있을 경우 아래 그림과 같이 부착하면 단차 가장자리의 영향을 줄여 측정할 수 있습니다.

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    센서 헤드를 벽면에 설치하는 경우

    벽면에서의 다중 반사광이 수광부에 입광하지 않도록, 아래 그림과 같이 달아 주세요.또한 벽면의 반사율이 높은 경우에는 광택이 없는 검은색으로 만들면 효과적입니다.

    변위센서란_1-9

     

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